72. ಕ್ವಾಂಟಂ ಭೌತ ವಿಜ್ಞಾನವು ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಭೌತ ವಿಜ್ಞಾಕ್ಕಿಂತ ಹೇಗೆ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ?
ಡಾ|| ಎಂ.ಎಸ್.ಚಂದ್ರಶೇಖರ, ಭೌತವಿಜ್ಞಾನ ಅಧ್ಯಯನ ವಿಭಾಗ, ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ

ಐಸಾಕ್ ನ್ಯೂಟನ್‍ನಿಂದ ಆರಂಭವಾದ ಹಳೆಯ (ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್) ಭೌತವಿಜ್ಞಾನವು ಹ್ಯಾಮಿಲ್ಟನ್, ಲೆಗ್ರಾಂಜೆ, ಮ್ಯಾಕ್ಸ್‍ವೆಲ್ ಮೊದಲಾದವರ ಕೊಡುಗೆಗಳಿಂದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹೊಂದಿತು. ಈ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳ ಮೂಲಕ ವಿಶ್ವದ ಅನೇಕ ಭೌತಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಸಮರ್ಥವಾಗಿ ವಿವರಿಸಬಹುದು. 20ನೇ ಶತಮಾನ ಆದಿ ಭಾಗವನ್ನು ಹಳೆಯ ಭೌತ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಆಧುನಿಕ ಭೌತ ವಿಜ್ಞಾನಗಳ ಸಂಧಿ ಕಾಲವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸುತ್ತೇವೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುವಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯನ್ನು ತಿಳಿಯಲು ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಜರುಗಿದವು. ಈ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಹಳೆಯ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನದ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳಿಂದ ವಿವರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಲಿಲ್ಲ. ನಂತರ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪ್ಲಾಂಕ್ ಮತ್ತು ಹಲವು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕೊಡುಗೆಗಳಿಂದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಜನ್ಮತಾಳಿತು. ಸಾಪೇಕ್ಷತಾ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳ ಉಗಮದಿಂದಾದ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನದ ಎಲ್ಲ ಪ್ರಾಕಾರಗಳಲ್ಲೂ ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳಾಗಿವೆ.

ಈಗ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ವಿಶ್ವದ ರಚನೆಯನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಎರಡು ಬಗೆಯ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಿದಾರೆ. ನ್ಯೂಟನ್‍ನ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಯಾಂತ್ರಿಕವಾದ ಮತ್ತು ಪ್ರವಾದಿಸಬಹುದಾದ ವಿಶ್ವವನ್ನು ನೋಡಿದರೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಬಹಳ ಗೋಜಲಾದ ವಿಶ್ವವನ್ನು ಕಾಣುತ್ತೇವೆ. ಅಂದರೆ ಹಳೆಯ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನದ ಮೂಲಕ ನೋಡಿದ ವಿಶ್ವ ಆಧುನಿಕ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನದ ದೃಷ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣ ಭಿನ್ನವಾಗಿ ಕಾಣತೊಡಗಿದೆ. ಕ್ವಾಂಟಂ ಸಿದ್ಧಾಂತವು ನಮ್ಮ ಸಾಮಾನ್ಯ ತಿಳುವಳಿಕೆಗಳಿಗೆ ಭಿನ್ನವಾದ ವಿಶ್ವವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿ ನಮ್ಮನ್ನು ತಲ್ಲಣಗೊಳಿಸಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ನನ್ನು ಒಂದು ಕಣವನ್ನಾಗಿಯಾದರೂ ಕಾಣಬಹುದು ಅಥವಾ ಅಲೆಯ ರೂಪದಲ್ಲಾದರೂ ಕಾಣಬಹುದು. ಜೆ.ಜೆ.ಥಾಂಸನ್ ಕಣದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ನನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದು ನೊಬೆಲ್ ಪುರಸ್ಕಾರವನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಂಡರೆ ಅವರ ಮಗ ಜಾರ್ಜ್ ಥಾಂಸನ್ ಎಲೆಕ್ಟಾನ್ ಕಣವಲ್ಲ ಅದು ಅಲೆ (ಶಕ್ತಿ) ಎಂದು ತೋರಿಸಿ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಂಡನು. ಇಂದು ಎಲೆಕ್ಟಾನ್ ಒಂದು ಕಣವೇ ಎಂದರೆ ಹೌದು ಎನ್ನುತ್ತೇವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಒಂದು ಅಲೆಯೆ ಎಂದರೆ ಅದಕ್ಕೂ ಹೌದು ಎನ್ನುತ್ತೇವೆ. ಇದು ಒಂದು ವಸ್ತು ಹೇಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸುವಲ್ಲಿ ವೀಕ್ಷಕನ ಪಾತ್ರವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಯಾವ ಗುಣವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂಬುದು ವೀಕ್ಷಕನ ವೀಕ್ಷಣಾ ವಿಧಾನದ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಭಿತವಾಗಿದೆಯೇ ವಿನಹ ಅದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ನ ಆಂತರಿಕ ವಿಚಾರವಲ್ಲ. ಇನ್ನೊಂದು ಉದಾಹರಣೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದಾದರೆ ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣುಗಳಿಗೆ ಕೆಂಪಾಗಿ ಕಾಣುವ ಒಂದು ವಸ್ತು ಒಂದು ಪ್ರಾಣಿಯ ಕಣ್ಣುಗಳಿಗೂ ಅದೇ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಬೇಕಾಗಿಲ್ಲ. ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಕೇವಲ ದೊಡ್ಡಗಾತ್ರದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ವಿವರಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದಾಗಿದ್ದು, ಇಲ್ಲಿ ವಸ್ತುಗಳು ನಿಶ್ಚಯಿಸಬಹುದಾದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ನಾವು ಅಂದುಕೊಂಡಂತೆಯೇ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ಕ್ವಾಂಟಂ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳಿಗಿಂತಲೂ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸಹ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಉಪಯೋಗಿಸಬಹುದಾದರೂ ಫಲಿತಾಂಶ ನಿರ್ಧಿಷ್ಟವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ “ಸ್ಕ್ರಾಡಿಂಜರನ ಬೆಕ್ಕು” ಎಂಬ ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಕಾಲ್ಪನಿಕ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ಒಂದು ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯೊಳಗೆ ಒಂದು ಬೆಕ್ಕು ಮತ್ತು ಸಾವನ್ನು ತರವ ವಿಷವನ್ನು ಸೂಸುಬಲ್ಲ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ವಸ್ತುವನ್ನು ಇಟ್ಟು ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯನ್ನು ಮುಚ್ಚಲಾಗಿದೆ. ವಿಕಿರಣಶೀಲ ವಸ್ತುವು ವಿಷವನ್ನು ಸೂಸಲು ಶೆಕಡ 50 ಸಾಧ್ಯತೆಗಳಿವೆ. ಈಗ ಕ್ವಾಂಟಂ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಪ್ರಕಾರ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯನ್ನು ತೆರೆದು ನೋಡುವ ತನಕ ಬೆಕ್ಕು ಬದುಕಿದೆ ಮತ್ತು ಸತ್ತಿದೆ ಎಂಬ ಎರಡು ವಿರೋದಾಭಾಸದ ಹೇಳಿಕೆಗಳನ್ನು ಸಹ ಒಪ್ಪಿಕೊಳ್ಳಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ಬೆಕ್ಕು ಬದುಕಿರಲೂಬೇಕು ಮತ್ತು ಸತ್ತಿರಲೂಬೇಕು! ಒಂದುವೇಳೆ ನಾವು ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯನ್ನು ತೆರೆದು ನೋಡಿದಾಗ ಬೆಕ್ಕು ಸತ್ತು ಹೋಗಿದ್ದರೆ (ಬದುಕಿರದಿದ್ದರೆ), ನಾವು ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯನ್ನು ತೆರೆದು ನೋಡುವ ಕ್ರಿಯೆಯೇ ಬೆಕ್ಕಿನ ಸಾವಿಗೆ ಕಾರಣ ಎಂದು ಒಪ್ಪಿಕೊಳ್ಳಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ!